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癸酸/硬脂酸-陶粒复合相变材料制备蓄热混凝土实验及模拟研究开题报告

 2021-03-23 11:03  

1. 研究目的与意义(文献综述)

随着经济的发展,电力需求增大,由发电引起的能源和环境危机引起了人们的关注,节能技术也因此得到了更大的应用相变材料利用物质相变过程产生的相变热进行热量的存储和交换,它可以缓解建筑物的能量供求时间和强度上不匹配的矛盾,平衡建筑物的供暖与空调负荷,是建筑节能的一项重要措施。掺入相变材料制备做到热储能的效果,达到保存热量、节省能源的目的,将相变材料应用在混凝土中,不仅满足材料的力学性能要求,而且具有节能保温功能,是近年来关注和研究的热点之一。

近年来,建筑能耗在总能耗中所占的比重越来越大,其中取暖和空调能耗在建筑能耗中就占据了50%~70%。一系列的节能技术被应用于降低建筑能耗,常用的包括墙体节能技术、屋而节能技术和门窗节能技术。相变储能技术材是一种潜热储存技术,与传统的保温材料相比,相变储能料在蓄冷、过热保护、温度控制和优化建筑体系方而有着独特的优势片。它可以将一定形式的能量在特定的条件下贮存起来,并在特定的条件下释放出来,这一特点使它应用于建筑节能领域时,能够有效地降低室内温度的波动幅度。国内外在pcm的研究方取得了很多新的突破,但该材料是一个复合体系,牵涉到材料的力学性能、热物理性能、耐久性能和化学性能等多个方而,同时还要考虑实际大规模产业化的可能性和生产成本问题,因此,研究具有相当的复杂性。积极开展经济上可行的、蓄能能力高的新型保温隔热建筑材料的研究对于目前建筑节能工作和提高人民生活水平具有紧迫的现实意义。

国外对蓄热材料的研究工作美国一直处于领先地位,对蓄热材料的组成、蓄热容量随热循环变化情况、相变寿命、储存设备等进行了详细的理论研究。从50年代开始,美国mriatelkes博士在相变材料方面的研究取得了一定的成果,之后日本与德国也相继对蓄热材料展开研究,使得蓄热材料研究得以推进。i.o.slayer等用高密度聚乙烯交联网络包裹石蜡,不仅减少了泄漏,还为复合材料提供足够的强度以维持材料形状,表现出和固一固相变材料类似的使用性能。而石蜡则发挥相变材料的作用吸放能量。xavier等通过膨胀石墨的毛细作用吸附石蜡,制备出一种控制高功率负载的复合相变材料。石蜡本身的导热系数低,通过膨胀石墨改善导热性能。并研究了复合相变材料的蓄热性能以及热稳定性。karaman等采用真空浸渍技术制备出一种聚乙二醇/硅藻土复合定型相变材料,50%的聚乙二醇可吸附在硅藻土的孔中。研究表明,复合定型相变材料的熔融温度和潜热是分别27.700c和87.09j/g。进行热循环试验后,结果表明,复合的相变材料有良好的热稳定性和化学稳定性。热重分析表明,浸渍过的硅藻土具有良好的热稳定性。添加不同质量分数膨胀石墨,能改善复合定型相变材料的导热系数,并对其储热性能进行了测试。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

(1)了解脂肪酸复合相变材料在建筑领域的国内外研究概况及发展趋势

(2)熟悉癸酸-硬脂酸/陶粒复合相变材料的制备方法;

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3. 研究计划与安排

第1-2周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告;

第3-4周:按照设计方案,采用癸酸-硬脂酸/陶粒复合相变材料制备蓄热混凝土;

第5-8周:癸酸-硬脂酸/陶粒复合相变材料制备蓄热混凝土的热力学性能表征;

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4. 参考文献(12篇以上)

1. 史巍, 侯景鹏. 石蜡相变储能砂浆应用性能研究[j]. 新型建筑材料, 2012, 39(8):19-21.

2. 刘杰胜, 张娟, 冯彪,等. 相变储能保温砂浆的制备、性能与应用研究[j]. 武汉轻工大学学报, 2014(3):84-86.

3. khudhair a m, farid m m. a review on energy conservation in building applications with thermal storage by latent heat using phase change materials[j]. energy conversion amp; management, 2004, 45(2):263-275.

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